基施硒肥對紫花苜蓿草產量及農藝性狀的影響

趙 京，胡華鋒，介曉磊，劉世亮，劉紅恩，魯劍巍，郭 孝

(1.河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，河南 鄭州 450002; 2.鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W校，河南 鄭州 450011; 3.黃淮學院農林科學系，河南 駐馬店 463000; 4.華中農業(yè)大學資源與環(huán)境學院,湖北 武漢 430070)

隨著生活水平的提高，人們的膳食結構更追求優(yōu)質蛋白和營養(yǎng)平衡，從而拉動了畜牧業(yè)的蓬勃發(fā)展，然而草食家畜飼養(yǎng)業(yè)的快速發(fā)展離不開大量優(yōu)質牧草的生產。紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生豆科植物，適應性廣，營養(yǎng)價值高，素有“牧草之王”的美稱。紫花苜蓿高產優(yōu)質生產不僅需要氮、磷、鉀等大量營養(yǎng)元素[1-2]，還需要硼、鉬、鋅、鈷等多種微量元素[3-5]。硒是人體健康和動物體內必需的14種微量元素之一，且兼具營養(yǎng)、毒性和解毒三重生物學功能，被稱為生命的保護劑[6]。硒不僅是動物必需營養(yǎng)元素，還對植物生長營養(yǎng)有重要的影響。研究證明，硒對多種高等植物具有抗氧化作用，它能增強植株體內的抗氧化能力，促進植株生長[7]。近年來，有關硒對牧草生長影響方面的研究已引起了不少關注。胡華鋒等[8]研究表明，紫花苜蓿噴施含硒微肥后，可以顯著提高草產量及粗灰分含量，而紫花苜蓿粗纖維和磷含量均有不同程度的降低。翁伯琦等[9]研究表明，施硒能提高圓葉決明(Chamaecristarotundifolia)的植株生長、牧草品質和根瘤固氮能力。田應兵等[10]通過水培試驗發(fā)現(xiàn)，適量的硒能促進黑麥草(Loliumperenne)分蘗，株高以及地上部、根系及總生物量的增加，外源硒超過1 mg·L-1時黑麥草的生長受到抑制甚至中毒死亡。然而采用土壤基施硒肥的方法，研究對紫花苜蓿不同生育期草產量及農藝性狀還鮮見報道。為此，開展本研究，以期為苜蓿的高產優(yōu)質栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗地自然狀況 試驗于2009年在河南農業(yè)大學科教園進行，土壤為砂質潮土，pH值 8.23，土壤理化性質為：堿解氮含量90.95 mg·kg-1，速效鉀含量100 mg·kg-1，速效磷含量1.41 mg·kg-1，有機質含量12.66 g·kg-1，有效鐵含量10.84 mg·kg-1，有效硼含量0.28 mg·kg-1，有效鉬含量0.15 mg·kg-1，有效鋅含量0.91 mg·kg-1，有效鈷含量0.11 mg·kg-1，有效銅含量0.32 mg·kg-1，有效錳含量13.43 mg·kg-1，有效硒含量1.13 μg·kg-1。

1.2試驗材料 供試植物為生長第2年第2茬紫花苜蓿，品種為河南省農科院出售的金皇后，供試硒肥為分析化學試劑純亞硒酸鈉(Na2SeO3)。

1.3試驗設計 在N、P、K及微量元素肥料足量供應條件下，對Se元素進行大田基施，試驗分為6個處理，Se水平分別為：Se0(0，對照)、Se1(0.15 kg·hm-2)、Se2(0.25 kg·hm-2)、Se3(0.35 kg·hm-2)、Se4(0.45 kg·hm-2)、Se5(0.75 kg·hm-2)、Se6(1.05 kg·hm-2)，設隨機區(qū)組排列，重復3次，共21個小區(qū)，小區(qū)面積為3 m×4 m。于2009年10月1日耕地(含水率達25%)，10月2日規(guī)劃小區(qū)，施肥，深翻；10月3日播種，播量為15 kg·hm-2，播深2～3 cm，行距30 cm，播后輕壓。試驗所用微肥，與氮肥(N 60.0 kg·hm-2)、磷肥(P2O5112.5 kg·hm-2)、鉀肥(K2O 105.0 kg·hm-2)、ZnSO4·7H2O(13.0 kg·hm-2)、綠礬(15.0 kg·hm-2)、CuSO4·5H2O(5.0 kg·hm-2)、硼砂(15.0 kg·hm-2)、鉬酸銨(3.0 kg·hm-2)、MnSO4·H2O(5.0 kg·hm-2)、硫酸鈷(0.5 kg·hm-2)混勻作基肥撒施，氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)和硫酸鉀(含K2O 54%)，在紫花苜蓿苗期及時防治病蟲害和雜草，其他按苜蓿生產日常規(guī)范管理進行。

1.4測定項目與方法

1.4.1牧草產量 在試驗小區(qū)中，隨機取樣3處，每處取1 m2，距地面4 cm刈割后立即稱量，即可得到鮮草產量。從中取500 g鮮草樣放入烘箱，105 ℃下烘15 min后，調溫到65 ℃，再烘24 h至質量恒定時稱量所得即為牧草干物質量。

1.4.2莖葉比 在測定產草量時，取草樣200 g，將莖、葉、花序分開，后放入烘箱中烘干至質量不變時取出稱量，計算葉莖比。

葉莖比=葉干質量/莖干質量。

1.4.3株高 株高在刈割前測定。選取各小區(qū)中部有代表性的植株若干(采用定株測量法)，隨機測量10株的高度，小區(qū)株高結果取均值。

1.5數(shù)據處理 采用Excel 2010和DPS 6.5軟件對試驗數(shù)據進行處理。

2 結果與分析

2.1施硒對紫花苜蓿不同生育期草產量的影響 基施硒肥能促進各個時期紫花苜蓿產草量的提高，適量施硒，增產效果顯著(表1)。與對照相比，分枝期、現(xiàn)蕾期、初花期施硒處理的產草量分別提高了7.86%～32.67%、5.61%～24.78%、9.50%～37.93%。各個時期苜蓿產草量均隨施硒量的增加而呈先升高后下降趨勢。但均以Se4處理增產效果最好，分別高出對照540.93、670.43和1 243.99 kg·hm-2。

表1 基施硒對紫花苜蓿不同生育期草產量的影響

2.2施硒對紫花苜蓿干物質積累速率的影響 施硒可提高各個時期紫花苜蓿的干物質積累速率(圖1)。分枝期，積累速率隨施硒量的增加呈先升高后降低的趨勢，以Se4積累速率最高，達到109.83 kg·hm-2·d-1，比Se0提高27.05 kg·hm-2·d-1。施硒量高于Se4的處理積累速率有所降低?，F(xiàn)蕾期，積累速率隨施硒量的增大而逐漸升高。以Se6處理積累速率最高，達到124.12 kg·hm-2·d-1。初花期時，以Se5處理積累速率最高，達到214.31 kg·hm-2·d-1。而此時，Se0積累速率開始下降，施硒處理繼續(xù)上升，這可能是由于硒元素具有抗氧化作用，通過清除植株體內過量的自由基，延緩植物體的衰老過程，延長了植物的生長周期所致。

圖1 施硒對紫花苜蓿干物質積累速率的影響

2.3施硒對紫花苜蓿不同生育期株高的影響 施硒對各個生育期紫花苜蓿株高影響不同(表2)。分枝期，各處理間株高差異不顯著，但以Se4最高，比Se0處理增加了3.84 cm?，F(xiàn)蕾期，Se4處理紫花苜蓿株高顯著高于Se0(P<0.05)，增幅為14.00%，其他處理較Se0差異不顯著(P>0.05)。初花期，處理Se4、Se5和Se6株高顯著高于不施硒(Se0)處理，增幅分別為10.51%、8.82%和8.79%;其他處理較Se0差異不顯著。各個時期，隨施硒量的增加，各處理株高呈先升高后降低趨勢(表2)，施硒高于Se4的處理，株高均有所降低，與產量的反應類似。適量施硒有助于提高各個時期紫花苜蓿株高，從而有利于增加單株生物量，達到提高產量的效果。

表2 施硒對不同生育期紫花苜蓿株高的影響

2.4施硒對紫花苜蓿不同生育期葉莖比的影響 葉莖比(LSR)是衡量牧草適口性及營養(yǎng)品質的一個重要指標。一般苜蓿葉片中的粗蛋白比莖中高1倍以上，而粗纖維含量則比莖中要少50%。本試驗分枝期、現(xiàn)蕾期、初花期各施硒處理的葉莖比較Se0分別提高了3.13%～9.34%、3.77%～8.00%和4.76%～12.80%，說明施硒可提高紫花苜蓿各個時期的葉莖比。分枝期，Se4、Se5和Se6處理的葉莖比顯著高于Se0(P<0.05)，現(xiàn)蕾期和初花期，Se4葉莖比顯著高于Se0，其他處理較Se0差異不顯著(P>0.05)。

表3 施硒對紫花苜蓿葉莖比的影響

3 討論

3.1硒肥對紫花苜蓿草產量的影響 在農業(yè)生產中可以觀察到，適量施硒對農作物的生長起促進作用，過量則會抑制植物生長，甚至產生毒害。翁伯琦等[9]通過對施用過硒肥的圓葉決明研究發(fā)現(xiàn)，硒肥用量低于150 g·hm-2時，對圓葉決明的增產作用隨施硒量的提高而逐漸加強，超過150 g·hm-2時，產量增幅下降。硒在水稻(Oryzasativa)中的積累和分布規(guī)律以及對水稻產量影響的盆栽試驗表明，土壤施硒低于30 mg·kg-1時，對水稻的生長有促進作用；當高于30 mg·kg-1時，水稻生長受到不良影響，其產量下降[11]。楊文秀等[12]通過對油菜(Brassicacampestris)噴施亞硒酸鈉發(fā)現(xiàn)，硒濃度不高于6 g·667 m2時，能達到增產與改善品質的效果，超過則會對油菜的生長產生抑制作用。本研究同樣表明，適量施硒能促進紫花苜蓿不同生育期草產量的提高，以施硒0.45 kg·hm-2效果最好;施硒量低于0.45 kg·hm-2時，紫花苜蓿草產量隨施硒量的增大而逐漸升高;超過0.45 kg·hm-2時，產量增幅下降。

目前普遍認為,造成此現(xiàn)象的原因與硒能夠影響植物體內多種酶的活性有關。張弛等[13]通過土培與水培試驗表明，補硒濃度<15.0 μg·mL-1時，油菜苗期過氧化物酶、硝酸還原酶、淀粉酶的活力均隨補硒濃度的增加而提高，在15.0～24.0 μg·mL-1時，則隨硒濃度的增加而降低。李彥等[14]發(fā)現(xiàn)施用一定量的硒可使番茄(Solanumlycopersicum)葉片中的谷胱甘肽過氧化物酶活性提高46%。田應兵等[15]通過土培試驗發(fā)現(xiàn)，適量施硒能提高黑麥草谷胱甘肽過氧化物酶活性，施硒量高于20 mg·kg-1，活性隨之降低。由此可見，適量硒進入植物體內，過氧化物酶等多種酶的活性升高，增強了植株的抗氧化能力，進而提高機體新陳代謝與抵御逆境傷害的能力，有利于作物高產。硒過量時，植物體內酶活性降低，抗氧化能力減弱，且高濃度硒能促進過氧化作用[16]，造成植物體內脂類過氧化物的積累，導致作物產量下降。

3.2硒肥對紫花苜蓿農藝性狀的影響 郭孝等[17]研究表明，施硒能夠提高紫花苜蓿從分枝期到初花期的干物質積累速率，這與本研究結果一致。翁伯琦等[9]研究發(fā)現(xiàn)，施用硒肥有提高圓葉決明株高的趨勢。郭孝等[18]研究表明，施硒能顯著提高紫花苜蓿從開花期到成熟期的株高。田應兵等[10]用水培試驗方法研究了硒對黑麥草的生長品質的影響，發(fā)現(xiàn)適量的硒能促進黑麥草分蘗、株高、地上部生物量、根系干質量及總生物量的增加，外源硒超過1 mg·L-1時黑麥草的生長受到抑制甚至中毒死亡。本研究同樣表明，施硒有助于提高各個時期紫花苜蓿株高，適量施硒效果顯著，其作用效果與產量類似，都呈現(xiàn)低濃度促進高濃度抑制的特點。本研究發(fā)現(xiàn)施硒可提高紫花苜蓿不同生育期的葉莖比，此結果與郭孝等[19]研究結論相反，這可能與施硒方式有關。一方面，本研究采用土壤基施硒肥，硒易固定，在一定程度上減少了外源硒的劑量，降低或避免了其毒性。另一方面，不同施硒方式造成苜蓿對硒的吸收方式不同，可能導致硒在植株體內各個器官的分配也不一致，進而導致結論上的差異。

4 結論

施硒后紫花苜蓿不同生育期草產量均有提高，以施硒0.45 kg·hm-2效果最好，施硒量超過0.45 kg·hm-2時，紫花苜蓿草產量增幅下降。

施硒能夠提高紫花苜蓿干物質積累速率，各個生育期的苜蓿生長高峰因施硒水平而異，分枝期、現(xiàn)蕾期、初花期分別以0.45、1.05和0.75 kg·hm-2處理最高。不施硒處理生長高峰出現(xiàn)在現(xiàn)蕾期、初花期時積累速率有所下降。

施硒有助于提高各個時期紫花苜蓿株高與葉莖比。以施硒0.45 kg·hm-2的處理效果最佳，高于此水平的處理增幅有所下降。

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